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Um Hochspannungsnetze gegen die Gefahr eines Erdschlusses zu schützen, verwendet man Drosselspulen, welche entweder zwischen Netznullpunkt und Erde oder zwischen Netzleiter (Netzpole) und Erde geschaltet sind. Die Bemessung der Drosselspulen wird dabei in bekannter Weise so gewählt, dass der die Drosselspule im Erdschlussfalle durchfliessende induktive Strom annähernd gleich dem kapazitiven Erdsehlussstrom des Netzes ist, weil dann durch die Fehlerstelle nur ein relativ kleiner Erdschlussreststrom mit überwiegender Wirkkomponente fliesst, so dass sich ein stehender oder intermittierender Erdschlusslichtbogen nicht ausbilden kann.
Während nun die maximale Beanspruchung der Nullpunktsdrosselspule im Erdschlussfalle dem Produkt Phasenspannung x Erdschlussstrom entspricht, müssen Polerdungsspulen derart dimensioniert werden, dass sie die Spannung der gesunden Netzleiter gegen Erde aushalten und gleichzeitig Ströme führen, deren geometrische Summe dem Erdschlussstrom gleich ist.
Beim Dreiphasennetz ist demnach jede der drei Polerdungsspulen für eine Kilovolt-Amperezahl zu bemessen, welche dem Produkt
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entspricht. Jede der Polerdungsspulen ist demnach so gross, wie eine für das gleiche Netz erforderliche Nullpunktsdrosselspule. Da drei solche Spulen erforderlich sind, ist der Gesamtaufwand somit dreimal so gross als bei der induktiven Nullpunktserdung.
Zu wesentlich kleinerem Aufwand gelangt man, wenn man die drei Polerdungsspulen induktiv verkettet, indem man sie auf den drei Schenkeln eines Dreiphasentransformatorkernes anordnet und diesem Transformatorkern noch einen vierten unbewickelten Schenkel als Rückschluss für das durch den Erdschlussstrom erzeugte Feld gibt, welches in den drei bewickelten Schenkeln in bezug auf den vierten Schenkel gleichgerichtet ist. Infolge dieser induktiven Verkettung der drei Polerdungsspulen verteilt sich der Erdschlussstrom zu gleichen Teilen auf die einzelnen Spulen und es ergibt sich somit ein Materialaufwand entsprechend dem dreifachen des Produktes
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hinzu, welcher bedingt, dass das Eisengestell der Drosselspule kein normales ist, sondern mehr Platz und Material erfordert.
Auch die Joche müssen verstärkt werden, weil das durch den Erdschlussstrom erzeugte Feld sich über die Joche schliesst.
Dieser Mehraufwand an Material, welcher nur für das Erdschlussstromfeld, nicht aber für das Drosselspulenfeld im Normalbetrieb des Netzes erforderlich ist, lässt sich auf ein Minimum reduzieren, wenn man erfindungsgemäss an Stelle einer Mehrphasendrosselspule mit viertem Kern zwei in Reihe oder parallel geschaltete dreischenklige Drosselspulen mit gemeinsamen Jochen verwendet.
Es ist somit Gegenstand der Erfindung eine Polerdungsdrosselspule zum Erdschlussschutz von Dreiphasen-Hoeh- spannungsnetzen, bei welchen jeder Netzpol über eine Induktivität geerdet ist, wobei die einzelnen In-
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Erdschlussfalle einen dem Erdschlussstrom nahezu gleichen Strom führen, der sich auf die Induktivitäten gleichmässig verteilt.
Erfindungsgemäss sollen nun die verketteten Induktivitäten aus zwei in Reihe (bzw. parallel) geschalteten dreisehenldigen Drosselspulen mit gemeinsamen Jochen bestehen, deren Wicklungen derart miteinander verbunden sind, dass für das Erdschlussfeld ein beiden Drosselspulen gemeinsamer, sich über die gemeinsamen Joche schliessender, magnetischer Kreis gebildet wird, in welchem sich die Erdschluss-Amperewindungen der beiden Drosselspulen addieren, und bei welchen je nach der Schaltung der Spulen (Reihen-bzw. Parallelschaltung) eine Erdung des bzw. der Wicklungsnullpunkte besteht.
Der Verlauf des durch den Erdschlussstrom erzeugten Feldes erfolgt durch die drei Schenkel der einen Drosselspule parallel, dann durch das eine gemeinsame Joch, dann durch die drei Schenkel der anderen Drosselspule parallel und schliesslich durch das andere gemeinsame Joch. Das aufgewendete Eisenmaterial entspricht, abgesehen von den notwendigerweise etwas verstärkten Jochen, nur dem für das Feld bei Normalbetrieb ohnehin erforderlichen Wert und es ist möglich, zwei Normaltypen von Drosselspulen zu verwenden.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Beide zusammen erfordern somit das gleiche Material, wie eine einzige, zum gleichen Zweck verwendete Mehrphasendrosselspule, aber ohne den dort erforderlichen vierten Eisenschenkel. An Stelle der Reihenschaltung der Wicklungen beider Drosselspulen kann auch gemäss Fig. 2b eine Parallelschaltung treten, wenn nur der Richtungssinn der Erdsehlussamperewindungen in beiden Spulen ein solcher ist, dass sich das Erdschlussfeld in der beschriebenen Weise ausbilden kann.
Die Bedeutung der Buchstaben in den Fig. Za und 2b ist die gleiche wie in Fig. 1. Nur ergeben sich in Fig. 2b zwei Wicklungsnullpunkte 0 und 0', die miteinander und mit Erde verbunden sind. Jede der parallel geschalteten Spulen a, b, e, a', b', c'wird im Erdschlussfalle mit einer Spannung beansprucht, welche dem Wert V3. Phasenspannung entspricht.
Die Strombeanspruchung ist aber dafür nur halb so gross
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magnetisch verkettet und so bemessen sind, dass sie in ihrer Gesamtheit im Erdschlussfalle einen dem Erdschlussstrom annähernd gleichen Strom führen, der sich auf die Induktivitäten gleichmässig verteilt,
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die Erdschlussamperewindungen der beiden Drosselspulen addieren, und bei welchen je nach der Schaltung der Spulen (Reihen-bzw. Parallelschaltung) eine Erdung des bzw. der Wieklungsnullpunkte besteht.
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In order to protect high-voltage networks against the risk of an earth fault, reactors are used, which are connected either between the network zero point and earth or between the network conductor (network poles) and earth. The dimensioning of the choke coils is chosen in a known manner so that the inductive current flowing through the choke coil in the event of an earth fault is approximately equal to the capacitive earth fault current of the network, because then only a relatively small residual earth fault current with a predominant active component flows through the fault location, so that a standing or intermittent ground fault arcs cannot develop.
While the maximum stress on the zero point reactor in the event of an earth fault corresponds to the product of phase voltage x earth fault current, pole earthing coils must be dimensioned in such a way that they can withstand the voltage of the healthy mains conductor to earth and at the same time carry currents whose geometric sum is equal to the earth fault current.
In the case of a three-phase network, each of the three pole grounding coils must therefore be rated for a kilovolt amperage that corresponds to the product
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corresponds. Each of the pole earthing coils is accordingly as large as a zero point choke coil required for the same network. Since three such coils are required, the total effort is three times greater than with inductive zero point earthing.
Much less effort is achieved if the three pole earthing coils are inductively linked by arranging them on the three legs of a three-phase transformer core and then giving this transformer core a fourth unwound leg as a conclusion for the field generated by the earth fault current, which is in the three wound legs is rectified with respect to the fourth leg. As a result of this inductive linkage of the three pole earthing coils, the earth fault current is distributed in equal parts to the individual coils, which results in a material cost that is three times that of the product
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added, which means that the iron frame of the choke coil is not a normal one, but requires more space and material.
The yokes also have to be reinforced because the field generated by the earth fault current closes over the yokes.
This additional cost of material, which is only required for the earth fault current field, but not for the inductor field in normal operation of the network, can be reduced to a minimum if, according to the invention, instead of a multi-phase inductor with a fourth core, two three-legged inductors connected in series or in parallel with common Yokes used.
The subject matter of the invention is therefore a pole grounding reactor for ground fault protection in three-phase high-voltage networks, in which each network pole is grounded via an inductance, the individual in-
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Earth fault trap conduct a current almost equal to the earth fault current, which is evenly distributed over the inductances.
According to the invention, the chained inductors should now consist of two series (or parallel) connected three-wire choke coils with common yokes, the windings of which are connected to one another in such a way that a magnetic circuit common to both choke coils and closing via the common yokes is formed for the earth fault field , in which the earth fault ampere turns of the two choke coils add up, and in which, depending on the connection of the coils (series or parallel connection), there is an earthing of the winding neutral point (s).
The course of the field generated by the earth fault current takes place in parallel through the three legs of one choke coil, then through one common yoke, then through the three legs of the other choke coil in parallel and finally through the other common yoke. The iron material used, apart from the necessarily somewhat reinforced yokes, only corresponds to the value required anyway for the field in normal operation and it is possible to use two normal types of choke coils.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
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Both together thus require the same material, such as a single multi-phase choke coil used for the same purpose, but without the fourth iron leg required there. Instead of the series connection of the windings of the two choke coils, a parallel connection can also be used according to FIG.
The meaning of the letters in FIGS. Za and 2b is the same as in FIG. 1. Only there are two winding zero points 0 and 0 'in FIG. 2b, which are connected to one another and to earth. In the event of an earth fault, each of the coils a, b, e, a ', b', c 'connected in parallel is subjected to a voltage equal to V3. Phase voltage corresponds.
The current load is only half as great
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are magnetically linked and dimensioned in such a way that in their entirety they carry a current which is approximately the same as the earth fault current and which is evenly distributed over the inductances,
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add the earth fault amp turns of the two choke coils, and which, depending on the connection of the coils (series or parallel connection), have a grounding of the weighing zero point (s).